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Combinaison veilleuse-détecteur de flamme.
La présente invention concerne une installation de chauf- fage et, plus particulièrement, une combinaison veilleuse-détecteur de flamme à monter dans une Installation de chauffage telle qu'un gé- nérateur de vapeur, un appareil de chauffage à huile chaude ou à eau chaude ou analogue, quoique d'autres utilisations et d'autres buts ressortiront de la description suivante.
La combinaison veilleuse-détecteur de flamme de la présen- te invention forme essentiellement un tout capable de procurer une flamme de veilleuse pour le brûleur principal d'une Installation de chauffage et un moyen de détecter la présence d'une flamme dans la veilleuse et dans le brûleur principal pour assurer ainsi la sécu- rite du fonctionnement de la veilleuse et du brûleur principal.
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qu'à présent, la veilleuse et le détecteur de flamme étaient forait par des éléments séparés et le détecteur de flamme nécessitait un réglage critique pour fonctionner convenablement et pour détecter la flamme de la veilleuse et du brûleur principal.
La présente invention évite ces difficultés en combinant d'une façon originale la veilleuse et le détecteur de flamme.
Dans la présente invention, la veilleuse comprend une lance alimentée de combustible et montée do façon que la flamme allume le brûleur principal. Le dispositif détecteur do flamme, du type habituel, comporte un tube de visée qui est centré dans la lance de la veilleuse. Un allumeur électrique tel qu'une bougie d'allumage sert à allumer la veilleuse. Pour mettre en marche une installation de chauffage équipée de la présente invention, on fournit du combustible a la lance de la veilleuse et on met si- multanément en circuit la bougie d'allumage pour allumer la veilleuse.
Lorsque la flamme a brûlé pendant un temps de probation déterminé et que le détecteur de flamme a détecté la veilleuse allumée, un signal est envoyé à une valve de brûleur pour alimenter de combustible le brûleur principal. Une nouvelle période de probation est alors prévue pour le brûleur principal puis la veilleuse est éteinte et le détecteur de flamme de la combinaison veilleuse-détecteur de flamme fonctionne alors pour détecter la flamme du brûleur principal. Si le détecteur de flamme détermine que la flamme du brûleur n'est pas allumée ou n'est pas convenablement allumée, un signal peut être transmis pour fermer la valve de combustible du brûleur principal et arrêter l'installation de chauffage.
la étant, la présente invention a notamment pour buts de procurer: une combinaison veilleuse-détecteur de flamme qui puisse combiner la veilleuse, l'allumeur et le détecteur de flamme en un seul dispositif;
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une combinaison veilleuse-détecteur de flamme danslaquelle l'axe de visée du détecteur de flamme soit placé dans l'enveloppe de la flamme de la veilleuse;
une combinaison veilleuse-détecteur de flamme dans laquelle le détecteur de flamme comprenne un tube de visée disposé dans la lance de la veilleuse de façon qu'en réglant la longueur du tube de visée, on puisse modifier la longueur de la flamme de la veil- leuse de façon qu' elle soit suffisante pour assurer l'allumage; une combinaison veilleuse-détecteur de flamme comportant une bougie d'allumage servant à allumer la veilleuse, le détecteur de flamme comprenant un tube de visée dont la longueur puisse être réglée de manière à empêcher une détection indésirable des rayons ultraviolets émis par l'étincelle de la bougie d'allumage;
une combinaison veilleuse-détecteur de flamme qui puisse être pointée dans la botte à feu d'un générateur de vapeur pour assurer une détection optimum de la flamme du brûleur principal indépendam- ment de la position de la veilleuse du fait que la veilleuse se trou ve toujours au même endroit par rapport au détecteur,
D'autres buts, particularités et avantages ressortiront clairement de la description détaillée donnée ci-après, à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels la fig. 1 est une vue schématique d'une partie de boite à !eu' d'une installation de chauffage, montrant l'utilisation de la pré- ;
sente invention avec un brûleur principal; la fig. 2 est une coupe longitudinale, à plus grande échel- le, du brûleur principal et d'une variante de la combinaison veil- leuse-détecteur de flamme suivant l'invention. la fig. 3 est une coupe longitudinale, à plus grande échel- le, du brûleur principal et d'une variante de la combinaison-détec- teur de flamme suivant l'invention.
Dans les dessins et, plus particulièrement sur la fig. 1, une boite à feu d'une installation de chauffage désignée par 10
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porte un brûleur principal 11 et une combinaison veilleuse-détecteur de flamme 12 conforme à l'invention, qui comprend une veilleuse 13, un détecteur de flamme 14 et une bougie d'allumage ou un allumeur analogue 15. Une valve motorisée ou à adénoïde 16 commande l'ou- verture et la fermeture de la conduite de combustible 17 alimentant la veilleuse 13 tandis qu'une valve motorisée ou à adénoïde 18 com- mande.l'ouverture et la fermeture de la conduite de combustible 19 alimentant le brûleur principal 11.
La veilleuse et le détecteur de flamme servent à démar- rer l'installation de chauffage et à détecter sans interruption la flamme du brûleur principal. On utilise un circuit électrique comprenant des refais ou des éléments analogues (non représentés) pour coordonner le fonctionnement de la combinaison veilleuse-détec- teur de flamme et du brûleur principal. Pour démarrer l'installa- ! tion de chauffage, on actionne un interrupteur pour ouvrir en subs- tance simultanément la valve de combustible 16 dans la conduite 17 alimentant la veilleuse et mettre en circuit la bougie d'allumage 15.
Une période de probation est prévue et, si le détecteur de flamme 14 détecte une flamme dans la veilleuse 13, il transmet un signal au circuit électrique pour actionner la valve 18 du brûleur principal et ouvrir la conduite de combustible 19 alimen- tant le brûleur principal 11. Le combustible déchargé du brûleur principal 11 est alors allumé par la flamme de la veilleuse 13.
Après une période de probation pour le brûleur principal, la bougie d'allumage 15 est mise hors circuit et la valve de combustible 16 de la veilleuse est fermée pour éteindre la veilleuse 13. Le dé- tecteur de flamme continue alors à surveiller la flamme du brûleur ! principal 11, Si le détecteur de flamme ne répond à aucune énergie de flamme, c'est-à-dire s'il ne détecte pas de flamme dans,le brû- leur principal, il transmet un signal au circuit électrique pour fermer la valve de combustible 18 du brûleur principal.
De même,
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lors de l'allumage de la veilleuse, si le détecteur de flamme 14 ne détecte pas de flamme dans la veilleuse 13 après une période de probation, il provoque la fermeture de la valve 16 de la veilleuse et désexcite la bougie d'allumage 15 sans ouvrir la valve 18 du brûleur principal.
Le détecteur de flamme 14 comprend d'une façon générale un dispositif répondant à une énergie de flamme 20 et un tube de visée 21. Le tube 21 est monté dans le boîtier de la veilleuse comme le montre la fig. 1 de sorte que l'axe de visée du détecteur de flamme est placé dans l'enveloppe de la flamme de la veilleuse 13. Cela étant, la combinaison veilleuse-détecteur de flamme doit être orientée de façon que la flamme de la veilleuse soit capable d'allumer convenablement le brûleur principal. De plus, le dispositif peut également être orienté de façon que le tube de visé* 21 soit pointé dans la bofte à feu pour assurer une détection optimum de la flamme du brûleur principal quelle que soit la position de la veilleuse puisque la veilleuse est toujours au même endroit par rapport au détecteur de flamme.
Dans la forme d'exécution spécifique de la fige 2, une construction plus détaillée de la combinaison veilleuse-détecteur de flamme et du brûleur principal est représentée, le brûleur prin- cipal étant désigné par le chiffre 11A tandis que la combinaison est désignée par le chiffre 12A.
On peut utiliser n'importe quel type approprié de brûleur principal tel que le brûleur 11A de la fig. 2 qui peut brûler du gaz, de l'huile ou du gaz et de l'huile. Le brûleur comprend une tuyère 22 qui traverse la paroi de la boite à feu 10 et qui est montée sur celle-ci. Un raccord d'admission de combustible 23 peut être raccordé à une conduite de combustible telle que la conduite 19 sur la fige 1. Dans chaque cas, la conduite de combustible doit être commandée par le détecteur de flamme 14.
La combinaison veilleuse-détecteur de flamme 12A également montée sur la paroi de la boite à feu 10 comprend une lance à
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26 comprenant un tube allongé traversant la paroi de la @@te à feu et se terminant à l'intérieur de celle-ci avec une extrémité biseautée, quoique cette extrémité puisse être droite. C'est ce tube allongé qui est supporté par un support 27 fixé sur la paroi de la boite à feu 10. On raccord 28 pour une conduite de gaz est monté de manière à s'étendre latéralement par rapport au tube à 1' extérieur de la boite à feu et est destiné à être raccordé à une conduite de gaz combustible telle que la conduite 17 sur la fig.1.
Une bougie d'allunage 29 est prévue pour allumer le gaz sortant de la lance 26.
Le détecteur de flamme peut être de n'importe quel type désiré et, dans cette forme d'exécution, il comprend un élément sensible à la flamme 30 monté sur un bloc réfractaire 31 qui est à son tour monté sur un élément d'étanchéité 32. L'élé- ment sensible à la flamme, le bloc réfractaire et l'élément d'étanchéité sont axialement en ligne et sont montés sur un adaptateur 33 auquel est fixé l'organe tubulaire allongé de la lance à gaz 26. Le bloc 31 est en une matière synthétique et sert à isoler l'élément sensible à la flamme 30 de la chaleur conduite par la lance à gaz tandis que l'élément d'étanchéité contient une fenêtre en verre 32A qui empoche les gaz chauds d'atteindre l'élément sensible à la flamme 30.
Le bloc isolant et l'élément d'étanchéité sont creux pour permettre à l'élément sensible à la fiasco de répondre aux énergies de flamme qui le traversent. De mène, un alésage est prévu dans l'adaptateur 33 pour plonger l'axe de visée vers la flamme. On tube de visée 34 e*t monté dans la lance à gaz 26 et communique à une extrémité avec l'alésage de l'adaptateur 33 tout en s'ouvrant à l'au- tre extrémité à la base de la flamme de la veilleuse et en substan- ce en ligne avec l'extrémité de la buse 26. La longueur du tube de visée peut être augmentée ou diminuée pour régler la mise au point.
En réglait la longueur du tube de visée, on modifie la longueur de la fiasse de la veilleuse de façon qu'elle puisse assurer
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l'allumage du brûleur principal,
On mécanisme sensible à la fiasse satisfaisant comprend une cellule photo-électrique au sulfure de plomb du type décrit dans la feuille d'instructions publiée par la Société Minneapolis- Honeyvell Régula tor Company et portant le n 95-2123. Les détails du bloc isolant 31 et de l'élément d'étanchéité 32 sont également décrits dans cette feuille d'instructions.
Sur la Fig. 3, on utilise un type analogue de brûleur à combustible 11A ainsi qu'une variante 12B de la combinaison veilleuse-détecteur de flamme 12B. La combinaison 12B comprend un adaptateur 34 présentant un alésage axial qui le traverse de part en part et recevant à une extrémité un tube de visée 35. une lance à combustible 36 est montée concentriquement au tube de visée et est fixée sur un support 37 à la paroi de la boite à feu 10. Cela étant, le tube de visée 35 s'étend dans la lance 36 et, dans la forme d'exécution représentée, il va jusqu'à l'ex- trémité de la lance. La lance et le tube de visée se terminent dans un plan perpendiculaire aux axes du tube de visée et de la lance.
Une admission de gaz 38 est montée sur la lance 36 à l'ex- térleur de la boite à feu 36 et peut être raccordée à une conduite de gaz. De plus, une admission d'air 39 est montée sur la lance à gaz 36 en vue d'être raccordée à une source d'air qui alimente la lance à gaz pour aider la combustion du gaz et refroidir le tube de visée 35. Une bougie d'allumage (non représentée) est également prévue pour allumer la veilleuse 12B.
Un boîtier tubulaire allongé 40 part de l'extrémité de l'adaptateur 34 opposée à la lance à gaz 36 et sert de bloc isolant , et comporte une fenêtre 41 en quartz ou en une autre matière appro- priée servant à empêcher les gaz chauds d'attendre l'élément sensi- - ble à la flamme qui est monté sur l'extrémité du bottier 40 et dési- gné par le chiffre 42. Pour refroidir davantage le boîtier 40, une admission d'air 43 peut être montée sur le boîtier et est destinée être raccordée à une arrivée d'air de refroidissement.
On trou
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44 est également ménagé dans le boîtier pour évacuer l'air de re- froidissement. Quoique l'élément sensible à la flamme 42 -puisse avoir la même forme que l'élément 30 sur la fige 2, il est préférable d'utiliser un élément sensible du type capable de détecter les rayons ultraviolets émis par les flammes du gaz et/ou de l'huile.
On détecteur approprié à cet effet est le détecteur de flamme modèle
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07012± à uitraviaion de la Société Minneapolis-Honeyvell Rogulator Company décrit dans leur feuille d'instructions n 95-5468*
Il ressort de la description qui précède que l'invention améliore le rendement de l'allumage et de la détection des flammes dans une installation de chauffage ou une installation analogue en prévoyant la combinaison veilleuse-détecteur de flamme qui est ca- pable de détecter des flammes d'une façon optimum quelle que soit la position de la veilleuse.
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Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la desoripab tion qui précède, des changements et modifications pouvant être apportés sans sortir de son cadre.
REVENDICATIONS.
1 - Combinaison veilleuse-détecteur de flamme, caracté- risée en ce qu'elle comprend une lance à combustible et un dispositif dans la lance pour détecter la flamme du brûleur.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Combination pilot-flame detector.
The present invention relates to a heating installation and, more particularly, to a pilot-flame detector combination to be mounted in a heating installation such as a steam generator, a hot oil or hot water heating appliance. or the like, although other uses and purposes will become apparent from the following description.
The pilot-flame detector combination of the present invention essentially forms a whole capable of providing a pilot flame for the main burner of a Heating Plant and a means of detecting the presence of a flame in the pilot and in the flame. main burner to ensure safe operation of the pilot and main burner.
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that now the pilot and flame detector were separated by separate parts and the flame detector needed critical adjustment to function properly and to detect the pilot and main burner flame.
The present invention avoids these difficulties by combining in an original way the pilot light and the flame detector.
In the present invention, the pilot comprises a lance supplied with fuel and mounted so that the flame ignites the main burner. The flame sensing device, of the conventional type, has a sighting tube which is centered in the pilot lance. An electric igniter such as a spark plug is used to light the pilot. In order to start up a heating installation equipped with the present invention, fuel is supplied to the pilot lance and the spark plug is simultaneously switched on to ignite the pilot.
When the flame has burned for a set probation time and the flame detector has detected the ignited pilot, a signal is sent to a burner valve to supply fuel to the main burner. A new probationary period is then scheduled for the main burner, then the pilot is extinguished and the flame detector of the pilot-flame detector combination then operates to detect the flame of the main burner. If the flame detector determines that the burner flame is not lit or is not properly lit, a signal can be transmitted to close the main burner fuel valve and shut down the heating system.
The object of the present invention being in particular to provide: a pilot light-flame detector combination which can combine the pilot light, the igniter and the flame detector in a single device;
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a pilot-flame detector combination in which the axis of sight of the flame detector is placed in the envelope of the pilot flame;
a pilot-flame detector combination in which the flame detector comprises a sighting tube arranged in the pilot lance so that by adjusting the length of the sighting tube, the length of the pilot flame can be changed. leuse so that it is sufficient to ensure ignition; a pilot-flame detector combination comprising a spark plug for igniting the pilot, the flame detector comprising a sighting tube the length of which can be adjusted to prevent undesirable detection of the UV rays emitted by the spark from the spark plug;
a pilot flame detector combination which can be pointed into the fire boot of a steam generator to ensure optimum detection of the main burner flame regardless of the position of the pilot because the pilot is located always in the same place in relation to the detector,
Other objects, features and advantages will emerge clearly from the detailed description given below, by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which FIG. 1 is a schematic view of a part of the air box of a heating installation, showing the use of the pre-;
felt invention with a main burner; fig. 2 is a longitudinal section, on a larger scale, of the main burner and of a variant of the pilot-flame detector combination according to the invention. fig. 3 is a longitudinal section, on a larger scale, of the main burner and of a variant of the combination-flame detector according to the invention.
In the drawings and, more particularly in FIG. 1, a firebox of a heating installation designated by 10
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carries a main burner 11 and a pilot-flame detector combination 12 in accordance with the invention, which comprises a pilot 13, a flame detector 14 and a spark plug or similar igniter 15. A motorized or adenoid valve 16 controls the opening and closing of the fuel line 17 feeding the pilot light 13 while a motorized or adenoid valve 18 controls the opening and closing of the fuel line 19 feeding the main burner 11 .
The pilot burner and the flame detector are used to start the heating system and to continuously detect the flame of the main burner. An electrical circuit comprising remakes or the like (not shown) is used to coordinate the operation of the pilot-flame detector combination and the main burner. To start the installa-! In the heating mode, a switch is actuated to simultaneously substantially open the fuel valve 16 in the pipe 17 supplying the pilot light and to switch on the spark plug 15.
A probation period is provided and, if the flame detector 14 detects a flame in the pilot 13, it transmits a signal to the electrical circuit to activate the valve 18 of the main burner and open the fuel line 19 supplying the main burner. 11. The fuel discharged from the main burner 11 is then ignited by the pilot flame 13.
After a probation period for the main burner, the spark plug 15 is turned off and the pilot fuel valve 16 is closed to extinguish the pilot 13. The flame detector then continues to monitor the flame of the pilot. burner! main 11, If the flame detector does not respond to any flame energy, i.e. if it does not detect a flame in the main burner, it transmits a signal to the electrical circuit to close the valve of fuel 18 from the main burner.
Likewise,
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upon ignition of the pilot, if the flame sensor 14 does not detect a flame in the pilot 13 after a probationary period, it will close the valve 16 of the pilot and de-energize the spark plug 15 without open the main burner valve 18.
The flame detector 14 generally comprises a device responding to a flame energy 20 and a sighting tube 21. The tube 21 is mounted in the housing of the pilot light as shown in FIG. 1 so that the axis of sight of the flame detector is placed in the casing of the pilot flame 13. However, the pilot-flame detector combination must be oriented so that the pilot flame is capable of properly light the main burner. In addition, the device can also be oriented so that the sight tube * 21 is pointed in the firebox to ensure optimum detection of the main burner flame regardless of the position of the pilot since the pilot is always on. same place in relation to the flame detector.
In the specific embodiment of Fig. 2 a more detailed construction of the pilot-flame detector combination and the main burner is shown, the main burner being designated by the numeral 11A while the combination is designated by the number 12A.
Any suitable type of main burner can be used such as the burner 11A of fig. 2 which can burn gas, oil or gas and oil. The burner comprises a nozzle 22 which passes through the wall of the firebox 10 and which is mounted thereon. A fuel inlet fitting 23 may be connected to a fuel line such as line 19 on pin 1. In each case, the fuel line must be controlled by flame detector 14.
The pilot-flame detector combination 12A also mounted on the wall of the firebox 10 comprises a lance with
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26 comprising an elongated tube extending through the wall of the fire tube and terminating therein with a bevelled end, although this end may be straight. It is this elongated tube which is supported by a support 27 fixed to the wall of the firebox 10. The connection 28 for a gas line is mounted so as to extend laterally with respect to the tube on the outside of the tube. the firebox and is intended to be connected to a fuel gas line such as line 17 in fig.1.
An allunage candle 29 is provided to ignite the gas leaving the lance 26.
The flame detector can be of any desired type and in this embodiment comprises a flame sensitive element 30 mounted on a refractory block 31 which in turn is mounted on a sealing member 32. The flame sensitive element, the refractory block and the sealing element are axially in line and are mounted on an adapter 33 to which is attached the elongated tubular member of the gas lance 26. The block 31 is of a synthetic material and serves to isolate the flame sensitive element 30 from the heat conducted by the gas lance while the sealing element contains a glass window 32A which prevents the hot gases from reaching the flame sensitive element 30.
The insulating block and sealing element are hollow to allow the failure sensitive element to respond to flame energies passing through it. As a result, a bore is provided in the adapter 33 to plunge the sighting axis towards the flame. A sighting tube 34 is mounted in the gas lance 26 and communicates at one end with the bore of the adapter 33 while opening at the other end at the base of the pilot flame. and substantially in line with the end of the nozzle 26. The length of the sighting tube can be increased or decreased to adjust the focus.
By adjusting the length of the sight tube, the length of the pilot flask is modified so that it can ensure
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ignition of the main burner,
A satisfactory fiasse sensitive mechanism comprises a lead sulfide photocell of the type described in the instruction sheet published by the Minneapolis-Honeyvell Regula tor Company and bearing No. 95-2123. Details of the insulating block 31 and sealing member 32 are also described in this instruction sheet.
In Fig. 3, a similar type of fuel burner 11A is used as well as a variant 12B of the pilot-flame detector combination 12B. The combination 12B comprises an adapter 34 having an axial bore which passes right through it and receiving at one end a sighting tube 35. a fuel lance 36 is mounted concentrically to the sighting tube and is fixed on a support 37 at the end. wall of firebox 10. However, sighting tube 35 extends into lance 36 and, in the embodiment shown, extends to the end of the lance. The lance and sighting tube terminate in a plane perpendicular to the axes of the sighting tube and the lance.
A gas inlet 38 is mounted on lance 36 outside of firebox 36 and may be connected to a gas line. In addition, an air inlet 39 is mounted on the gas lance 36 for connection to an air source which supplies the gas lance to aid combustion of the gas and cool the sight tube 35. A spark plug (not shown) is also provided to ignite pilot 12B.
An elongated tubular housing 40 extends from the end of the adapter 34 opposite the gas lance 36 and serves as an insulating block, and has a window 41 of quartz or other suitable material to prevent hot gases from escaping. 'wait for the flame-sensitive element which is mounted on the end of the housing 40 and designated by the numeral 42. To further cool the housing 40, an air inlet 43 can be mounted on the housing. and is intended to be connected to a cooling air inlet.
We hole
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44 is also provided in the housing to remove the cooling air. Although the flame sensitive element 42 may have the same shape as the element 30 on the rod 2, it is preferable to use a sensitive element of the type capable of detecting the ultraviolet rays emitted by the flames of the gas and / or oil.
A suitable detector for this purpose is the model flame detector.
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07012 ± to uitraviaion of the Minneapolis-Honeyvell Rogulator Company described in their instruction sheet No. 95-5468 *
It emerges from the foregoing description that the invention improves the efficiency of the ignition and detection of flames in a heating installation or a similar installation by providing the pilot-flame detector combination which is capable of detecting flames. flames in an optimum manner whatever the position of the pilot.
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Of course, the invention is not limited to the above desoripab tion, changes and modifications being able to be made without departing from its scope.
CLAIMS.
1 - Pilot burner-flame detector combination, characterized in that it comprises a fuel lance and a device in the lance for detecting the burner flame.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.